(57)【要約】【課題】  電子ビームの軌道ずれを防止し、かつ加工難易度の低いスペーサ、及びそれを有する画像表示装置の提供が求められていた。【解決手段】  画像表示面を有する第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに上記画像表示面を励起する複数個の電子源が互いに直交するＸ方向およびＹ方向に所定の画素ピッチで設けられている第２基板と、上記第１基板および第２基板間に配設され第１および第２基板間の間隔を保持したスペーサとを備える画像表示装置において、上記スペーサが２個およびそれ以上の電子源に対して、１個の開口部を持つ事を特徴とする画像表示装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示面を有する第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに上記画像表示面を励起する複数個の電子源が互いに直交するＸ方向およびＹ方向に所定の画素ピッチで設けられている第２基板と、上記第１基板および第２基板間に配設され第１および第２基板間の間隔を保持したスペーサとを備える電界放出型画像表示装置において、上記スペーサが２個およびそれ以上の電子源に対して、１個の開口部を持つ事を特徴とする電界放出型画像表示装置。
【請求項２】
上記スペーサにおいて開口部の形状が、近接する２個の電子源の中心線に対して線対称である事を特徴とする請求項１に記載の電界放出型画像表示装置。
【請求項３】
上記スペーサにおいて開口部の形状が、近接する３個及びそれ以上の電子源の中心点に対して点対称である事を特徴とする請求項１に記載の電界放出型画像表示装置。
【請求項４】
上記スペーサにおいて材質がガラス等の絶縁材料である事を特徴とする請求項２または３に記載の電界放出型画像表示装置。
【請求項５】
上記スペーサが板状の部材から加工により開口部を形成する事を特徴とする請求項２または３に記載の電界放出型画像表示装置。
【請求項６】
上記スペーサにおいて開口部の径が０．１５〜０．５mmもしくは０．１５〜０．５mm×０．１５〜０．５mmであり、スペーサの厚さが１〜２mmである事を特徴とする請求項２または３に記載の電界放出型画像表示装置。
【請求項７】
画像表示面を有する第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに上記画像表示面を励起する複数個の電子源が互いに直交するＸ方向およびＹ方向に所定の画素ピッチで設けられている第２基板と、上記第１基板および第２基板間に配設され第１および第２基板間の間隔を保持したスペーサとを備える電界放出型画像表示装置において、上記スペーサが２個及びそれ以上の電子源に対して、１個の開口部を持つ事を特徴とする電界放出型画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
上記スペーサにおいて開口部の形成方法がブラスティングである事を特徴とする、請求項７に記載の電界放出型画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
上記スペーサにおいて開口部の形成方法がエッチングである事を特徴とする、請求項７に記載の電界放出型画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向配置された基板と、一方の基板の内面に配設された複数の電子源と、それらを所望の隙間で配置するためのスペーサを有した電界放出型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高品位放送用あるいはこれに伴う高解像度の画像表示装置が望まれており、そのスクリーン表示性能については一段と厳しい性能が要望されている。これら要望を達成するためにはスクリーン面の平坦化、高解像度化が必須であり、同時に軽量、薄型化も図らねばならない。
【０００３】
上記のような要望を満たす画像表示装置として、例えば、フィールドエミッションディスプレイ（以下ＦＥＤと称する）等の平面表示装置が注目されている。なお、その中でも、特に表面伝導型電子放出素子を用いたものがサーフェイズコンダクションエレクトロンエミッタディスプレイ（以下ＳＥＤと称する）である。このＦＥＤは、所定の隙間を置いて対向配置された第１基板および第２基板を有し、これらの基板は、その周縁部同士が直接あるいは矩形枠状の側壁を介して互いに接合され真空外囲器を構成している。第１基板の内面には蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体層を励起して発光させる電子源として複数の電子放出素子が設けられている。
【０００４】
また、第１基板および第２基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これら基板の間には支持部材としてスペーサが設置されている。そして、このＦＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体が発光して画像を表示する。
【０００５】
このようなＦＥＤでは、電子放出素子の大きさがマイクロメートルオーダーであり、第１基板と第２基板との間隔をミリメートルオーダーに設定することができる。このため、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）などと比較して、画像表示装置の高解像度化、軽量化、薄型化を達成することが可能となる。
【０００６】
特許文献は以下の通り。
【特許文献１】特開２００３−２４２９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような電界放出型画像表示装置において、実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、アノード電圧を数ｋＶ以上に設定することが望ましい。しかし、第１基板と第２基板との間の隙間は、解像度や支持部材の特性、製造性などの観点からあまり大きくすることはできず、１〜２ｍｍ程度に設定する必要がある。そのため、第２基板から放出された電子が第１基板に形成された蛍光面に衝突する際に、２次電子、反射電子が放出され、これらの２次電子、反射電子がスペーサに衝突し、この電界により基板間に配設されたスペーサが帯電してしまう。ＦＥＤにおける加速電圧では、一般にスペーサは正に帯電し、電子放出素子から放出された電子ビームはスペーサに引き付けられ、本来の軌道からずれてしまう。
【０００８】
その結果、蛍光体層に対して電子ビームのミスランディングが発生し、表示画像に色純
度劣化を生じるという問題がある。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は電子ビームの軌道ずれを防止し、かつ加工難易度の低いスペーサ、及びそれを有する電界放出型画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る電界放出型画像表示装置は、画像表示面を有する第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記画像表示面を励起する複数の電子源が互いに直交するＸ方向およびＹ方向に所定の画素ピッチで設けられた第２基板と、上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持したスペーサとを備えている。
【００１１】
上記スペーサは、上記第１基板および第２基板間に隙間を均一に保持すると共に、電子を安定かつ均一に加速するため電子源ごとに開口されていることが望ましいが、電子ビームが通過するために円形、もしくは矩形その他の開口部を有しており、そのサイズは０．１５〜０．５ｍｍ、スペーサの厚さは１．０〜２．０ｍｍとなる。このため、開口部のアスペクト比は２〜１３と非常に大きくなる。
【００１２】
上記開口部の加工は、ブラスティング、エッチング及びその他の方法で行われるが、ブラスティングでは開口部が深くなると加工が進行し難くなり、アスペクト比１．５以上の加工は困難である。エッチングではサイドエッチのために開口部の幅が大きくなり、いずれの方法においてもアスペクト比の大きい加工は困難である。
【００１３】
そこで本発明では、開口部のアスペクト比を低下させることにより開口部の形成を安定かつ容易にさせるものである。従来のスペーサは電子源一個に対して、一個の開口部を有していたが、本発明では近接する二個、もしくはそれ以上の電子源の開口部を合体させ一個の開口部とする。
【発明の効果】
【００１４】
これにより、例えば、電子源二個で一個の開口部とした場合、開口部の幅は１ピッチ分大きくなり、開口部とそうでない部分の幅の比が１対１で有った場合、元の幅の３倍となり、アスペクト比は３分の１となる。これより開口部形成の難易度は飛躍的に低下する。上記電子源二個および複数個に対し一個の開口部を形成することは、各電子源を均一に区分けすると共に、スペーサ部材の強度を保ちつつ量を減らし軽量化を図る事が出来る。
【００１５】
一方、各電子は対称な形のスペーサにより区切られているため、スペーサに均等に引き付けられ、画像表示面の所望位置に正確にランディングすることができる。これにより、電子のミスランディングに起因する色純度の劣化を低減し、画像品位の向上した電界放出型画像表示装置が得られる。
【００１６】
以上の様に、本発明によれば、スペーサ部材の形成難易度を下げ、かつ電子ビームの軌道ずれを防止し、画像品位の向上した電界放出型画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面を参照しながら、本発明を、平面表示装置として表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。図１に示すこのＳＥＤは、透明な絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラスからなる第１基板１０および第２基板１３を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、第１基板１０および第２基板１３は、開口部を有する板状のスペーサ１５を
介して周縁部同士が接合され、偏平な矩形状の真空外囲器を構成している。
【００１８】
第１基板１０の内面には画像形成面として蛍光体スクリーンが形成されている。この蛍光体スクリーンは、電子の衝突で赤、青、緑に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および黒色着色層１１を並べて構成されている。これらの蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン上には、アルミニウム等からなるメタルバック１２が形成されている。なお、第基板１０との間に、例えばＩＴＯからなる透明導電膜あるいはカラーフィルタ膜を設けてもよい。
【００１９】
第２基板１３の内面には、蛍光体スクリーンの蛍光体層を励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１４が設けられている。これらの電子放出素子１４は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１４は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、第２基板１３上には、電子放出素子１４に電圧を印加するための図示しない多数本の配線がマトリック状に設けられている。
【００２０】
また、スペーサ１５に形成されている開口部は電子ビームが通過ためのものであり、例えば、電子源二個に対して一個の開口部とした場合０．６〜１．５ｍｍ×０．２〜０．５ｍｍの矩形状に形成されている。
【００２１】
上記のように構成されたスペーサ１５は第１基板１０および第２基板１３間に配設されており、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２２】
次に、電子放出素子１４、スペーサ開口部、および蛍光体層の配置関係について詳細に説明する。第１基板１０および第２基板１３の長手方向をＸ、幅方向をＹとした場合、第２基板１３上の電子放出素子１４は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ所定の画素ピッチＰ、例えば、０．６２ｍｍで並んで配列されている。また、第１基板１０に設けられた蛍光体スクリーンの蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂおよび黒色着色層１１は、それぞれストライプ状に形成されたＸ方向に延びている。そして、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ黒色着色層１１の間に位置しているとともに、画素ピッチと同一のピッチでＹ方向に並んでいる。これに対し、スペーサ開口部は例えば、図１，２に示すように、電子放出素子１４二個に対して一個をブラスティングおよびエッチングその他の方法で形成する。
【００２３】
また、図３に示すように電子放出素子１４三個に対して一個の開口部を有する事も出来る。この場合、開口部は近接する三個の電子放出素子１４の中心を基準とした点対称な形状となる。
【００２４】
以上のように構成されたＦＥＤによれば、スペーサ１５の開口部は、各電子放出素子１４から蛍光体層に向かう電子ビームに対して、線対称および点対称な位置に配置されている。そのため、スペーサ１５が帯電した場合でも、電子ビームはスペーサ側壁に均等に引き付けられ、所望位置に正確にランディングすることができる。これにより、電子ビームのミスランディングに起因する色純度の劣化を低減し、画像品位の向上したＦＥＤを得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明の範囲内で種々変形可能である。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、第２基板１３および第１基板１０の長手方向をＸ方向、幅方向をＹ方向としたが、逆に、長手方向をＹ方向、幅方向をＸ方向としてもよい。この際
、蛍光体スクリーンの蛍光体層および黒色着色層１１をストライプ状とする場合、これら蛍光体層および黒色着色層１１は、幅方向Ｙに沿って延びるように形成する。
【００２７】
その他、本発明において、スペーサ形成材料は、ガラスに限らずセラミック等、必要に応じて適宜選択可能である。また、スペーサの開口部の径やスペーサの厚さ、その他の構成要素の寸法、材質等は必要に応じて適宜選択可能である。
【００２８】
一方、電子源は、表面導電型電子放出素子に限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等、種々選択可能である。また、本発明は、上述したＦＥＤに限定されることなく、ＰＤＰ等の種々の電界放出型画像表示装置にも適用可能である。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例を示す。厚さ１．５ｍｍのガラス基板を脱脂洗浄し、耐ブラスト用ドライフィルムレジストである東京応化製、オーディルＢＦ４１０を基板の両面に張り合わせた。次いで、スペーサの開口部となる９００×５００μｍのグリッド状パターンをフォトマスクを用いて露光し、アルカリ水溶液でスプレー現像し、オーブンでベークを行い、基板の両面にフォトレジストのパターンを形成した。その後、＃６００のアルミナ砥粒を用いて、両面からブラスティングすることで、貫通した開口部を形成した。その後、温水中でフォトレジストを剥離し、脱脂洗浄を行うことでスペーサを作製できた。
【００３０】
作製したスペーサを、画像表示面を有する第１基板と、上記画像表示面を励起する複数の電子源を設けた第２基板間に配設した結果、電子ビームの軌道ずれを防止した、軽量、高強度の電界放出型画像表示装置を形成することが出来た。
【００３１】
しかし、スペーサ形成において本発明を適用しなかった場合、例えば、開口部の径は３００×５００μｍのグリッドとなる。ブラスティング加工における加工深さは狭い側の開口部の径に規定されるため、アスペクト比１．５の加工が両面から行われたとしても、幅３００μｍに対しては９００μｍの深さ以上の加工は困難となる。そのため厚さ１．５ｍｍのガラス板を貫通し、開口部を形成することは出来ない。
【００３２】
以上詳述したように、本発明によれば、スペーサ部材の形成難易度を下げ、かつ電子ビームの軌道ずれを防止し、画像品位の向上した電界放出型画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子放出素子、およびスペーサの断面図である。
【図２】上記スペーサ部の平面図である。
【図３】三電子源素子に対して１個形成した開口部の平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…第１基板
１１…黒色着色層
１２…メタルバック
１３…第２基板
１４…電子放出素子
１５…スペーサ
【図２】
2007323832.tif 000003
【図３】
2007323832.tif 000004
【図１】
2007323832.tif 000005